JPH01120542A - 絞り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明はカメラ等の光学機器に搭載するための電磁駆
動絞り装置に関し、特に超小型カメラに好適な電磁駆動
絞り装置に関するものである。

［発明の背景］ ビデオカメラは映画等の撮影用や一般の画像記録用に用
いられるほか、ロボット等の自動機器のための物体認識
センサーや防犯設備の監視センサーなどとして広く用い
られているが、従来のビデオカメラはかなり大型である
とともにかなり高価でもあるため、かなり普及したとは
言うものの、まだ各種の潜在需要を満すには至っていな
い。

ビデオカメラに関する市場調査によれば潜在需要は膨大
であり、低価格の超小型ビデオカメラが開発されれば該
カメラを種々の分野に適用することによってその膨大な
潜在需要を顕在化させることができると予想されている
。

このような現状を考慮して現在、直径５〜１５ｍｍ程度
の円柱形の超小型ビデオカメラの開発が企図されている
が、このような小径のビデオカメラ乃至ステイルカメラ
に関する技術開発は過去には行われたことがないので、
このビデオカメラの実用化のためには解決しなければな
らぬ技術的問題がかなりあり、たとえば絞り装置に関す
る問題もその一つであった。この超小型カメラは、その
寸法の面から、人が手で支持しつつ撮影するという使用
形態よりも他物体に支持させつつ無人状態且つ遠隔操作
で使用するという使用形態に適しているため、該カメラ
のシャッターや絞り装置は電動型であることが必要であ
るが、該カメラは非常に小型であるためたとえばレンズ
シャッターカメラに搭載されている公知の電磁駆動絞り
装置を利用することは不可能であった。また、公知の電
磁駆動絞り装置のモータ部分はコンパクトカメラのレン
ズ径を基準として設計されているので該モータ部分を車
に小型化しただけでは出力不足となって絞り羽根を駆動
できなくなることがわかっている。

従って、前記の超小型カメラを実現するためには、コン
パクトカメラに搭載されている公知の電磁駆動絞り装置
とは異る構造の新規な電磁駆動絞り装置の開発が必要で
あった。

なお、従来、コンパクトカメラ等に搭載するために提案
されている各種の電磁駆動絞り装置の中には、環状円板
形のステータと環状円板形のロータとを有したモータを
具備するとともに該ロータに絞り羽根が枢着されている
構造のものがあるが、この型式の電磁駆動絞り装置を小
型化した場合、モータ出力が著るしく小さくなって絞り
羽根を駆動できなくなり、また、絞り羽根を駆動できる
ような出力を該モータから得られるように設計を行うと
モータの外径が大型化してしまう、という問題があった
。

一方、前記の如き超小型絞り装置を設計する場合、前記
の如きモー（−に関する問題とは別に絞り羽根に関する
次のような問題のあることも判明している。

一般に絞り装置では、絞り全閉時には各絞り羽根の先端
が互いに重り合って相互接触した状態となるので各絞り
羽根はそれぞれの先端を押し曲げられてたわんだ状態と
なるが、コンパクトカメラ等の絞り装置では各絞り羽根
の長さが比較的長いので絞り羽根のたわみ角が小さく、
従って、絞り羽根のな、わみが絞り羽根の回動に悪影響
を及ぼすことはなかった。

これに対し、前記の如き超小型の絞り装置では各絞り羽
根の長さが短かいため各絞り羽根のたわみ角が大きく、
従って、各絞り羽根が光軸に対する直交平面内で回動で
きなくなって回動中に他の絞り羽根と衝突を起す危険性
があった。

［発明の目的］ この発明の目的は、超小型カメラに好適な絞り装置を提
供することであり、従来公知の絞り装置（もしくは直接
電動式シャッター）とは異る新規な構造の絞り装置を提
供することである。

［発明の概要］ 本発明の絞り装置では、絞り羽根の回動時における各絞
り羽根の相互干渉を防止する為に、該各絞り羽根の摺動
基準位置を光軸方向にずらす段差状摺動部を設けたこと
を特徴とする。

以下に説明する本発明の実施例では、各絞り羽根の回動
面を光軸方向にずらすと共に、各絞り羽根を光軸に対し
て全て直交となる平行運動とする摺動面もしくは摺動突
起が形成されている。

［発明の実施例］ 以下に図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第一図は本発明による絞り装置を内蔵した超小型カメラ
の概略縦断面図であり、第一図では本発明の絞り装置を
除いた他の殆んどのカメラ構造部分については図示され
ていない。第２図は本発明の絞り装置の要部分解斜視図
、第３図は第１図におけるＩＩＩ　−ＩＩＩ矢視断面図
、第４図は本発明の絞り装置を内蔵している超小型ビテ
オカメ、うの外観を示した斜視図、である。

第１図において、１は該カメラのカメラボディであり、
該カメラボディ１の先端部近傍には本発明による絞り装
置２と、レンズ前玉り。

と、が内蔵されている。

本発明による絞り装置２は、カメラボディ１に固定され
る本体３と、該本体３に対して回動可能なロータ４と、
該本体３に固定されたコイルユ１ニット５と、該ロータ
４の前端面に枢着された複数の絞り羽根６〜８と、該ロ
ータ４に一定された永久磁石９及び１０と、該絞り羽根
６〜８の開閉動作を制御するカム溝を備えるとともに該
本体３に固定された前カバー１１と、を具備している。

、本体３はその中心部に円筒形レンズ保持部３ａを具備
するとともに該レンズ保持部３ａと同心の外側円筒部３
ｂを有した二重円筒形構造であり、該レンズ保持部３ａ
の外周面と外側円筒部３ｂの内周面との間に環状空間が
形成されている。該レンズ保持部３ａの内部にはレンズ
後玉Ｌ２が収容され、該レンズ保持部３ａの先端部外周
面にはロータ４を回転可能に支持するための球体１２の
転勤路として周方向凹部３ｃ（第２図参照）が形成され
ている。また、該本体３の外周面には前カバー１１の連
結固定用のビスを挿入するためのビス挿入孔３ｄ（バカ
孔）が貫設されている。

本体３のレンズ保持部３ａと外側円筒部３ｂとの間に形
成された環状空間には内側円筒部４ａと外側円筒部４ｂ
とを具備した二重円筒形のロータ４が挿入され、該ロー
タ４の内側円筒部４ａは本体３のレンズ保持部３ａの外
周面に該球体１２を介して回転可能に嵌装されている。

該ロータ４の内側円筒部４“ａの外周面の２ケ所には第
３図に示すように該ロータの中心に関して対称位置に円
筒状の湾曲した一対の永久磁石９及び１０が固定されて
いる。また、該ロータ４の前方端板部には第２図に示す
ように３枚の絞り羽根６〜８を枢着するための３個のピ
ン孔４０〜４ｅが形成され、各ピン孔４Ｃ〜４ｅには各
絞り羽根６〜８の一面に突設されている枢着用のピン６
ａ〜８ａ（６ａは図示されていない）が動可能に挿入さ
れている。該ロータ４の外側円筒部と前方端板部には該
絞り装置の組立の際の位置決めのために第２図に示した
ように切欠き４ｆが形成されており、該絞り装置の組立
の際には該切欠きの位置に該本体３のビス挿入孔３ｄと
後述の前カバー１１の突片とが位置決めされるようにな
っている。

本体３のレンズ保持部３ａと外側円筒部３ｂとの間に形
成されている環状空間には第２図に示したコイルユニッ
ト５が配置され、該コイルユニット５に設けられた複数
のコイルがロータ４の外側円筒部４ｂと該永久磁石９及
び１０とに対して各々所定の間隙を以て対°向するよう
に該環状空間内に配置されている。該コイルユニット５
は、本体３の後方端板部に形成された環状溝に嵌合固定
される環状円板形のプリント配線板１３と、該プリント
配線板１３の周縁と平行な円弧に沿って配置されるとと
もに該プリント配線板上に直立固定された４個の円筒面
状に湾曲した板状のコイル１４〜１７と、によって構成
されている。該プリント配線板１３には各コイルに接続
される配線１８が取付けられており、該配線板１８は該
ロータの切欠き４ｆの位置に配置されている。各コイル
１４〜１７は第２図に示されるようにプリント配線板１
３の中心に対して放射方向の軸線を中心として巻線が巻
かれており、且つ、プリント配線板１３の周縁と平行な
円弧に沿って円筒面状に湾曲している。これらの４個の
コイルのうち、プリント配線板の軸心に関して対称位置
に配置された一対のコイル１４及び１５は該ロータ４を
駆動する電磁力を発生させるための駆動用コイルであり
、他の一対のコイル１６及び１７は該ロータ４の回動速
度と回動方向とを検出するための検出用コイルとなって
いる。

プリント配線板１３には第５図及び第６図に示すように
各コイルの下端部を嵌入固定するための円弧状の溝１３
ａが形成されており、各コイルは該溝１３ａの一つに嵌
入されて該プリント配線板１３に固定される。該溝１３
ａは各コイルを湾曲した形状に保持する機能のほか、各
コイルとロータの外側円筒部との間のギャップや各コイ
ルと永久磁石との間のギャップを一定に保つ機能を有し
ており、該溝１３ａの深さｔはコイルが倒れたり変形し
たりしないようにかなり大きな値に設計されている。な
お、該溝１３ａの深さを所定値以上にするために該溝の
配置されている部分のみを肉厚に構成してもよい。

各コイルは第１図及び第３図に示すように永久磁石９及
び１０の外周面とロータの外側円筒部４ｂの内周面とに
対して所定の間隙をおいて対向配置されているが、各コ
イルは第３図に示すように各永久磁石９及び１０の周方
向の中心から片側へ寄った位置に配置されている。

第７図は永久磁石と各コイルとの位置関係を更に詳細に
示すとともにロータ休止位置における磁束分布の状況を
示した図である。

各永久磁石９及び１０は７図に示すように（第７図では
絞り装置の半部のみを示す）周方向に沿って一端側から
他端側へ向ってＳ、Ｎ。

Ｓとなるように分極されており、駆動コイル１４の中心
と１出コイル１６の中心とはそれぞれ永久磁石のＳ極と
Ｎ極との境界位置に配置されている。従って、駆動コイ
ル１４と検出コイル１６は第７図の如く光軸と直交する
面内においてそれぞれの一半部が永久磁石９のＮ極もし
くはＳ極に対向し、他の一半部が永久磁石９のＳ極もし
くはＮ極に対向している。なお、ロータに駆動トルクを
与えるコイル部分は駆動用コイルの光軸方向部分（第７
図で紙面に直交する方向の巻線部分）であう、２つの光
軸方向部分のうち、一方は永久磁石９のＮ極に対向し、
他方はＳ極に対向している。

、永久磁石９から発生する磁束の分布は図示のようにな
り、この状態で駆動コイル１４に図示の方向の電流が流
されると、フレミングの左手の法則によって駆動コイル
１４の２つの光軸方向部分にはそれぞれ図示矢印ＴＩ及
びＴ２のトルクが作用するが、該駆動コイル１４は本体
３に固定されているため、ロータ４が該駆動コイル１４
に対して矢印Ａの向きに動かされることになる。ロータ
４が第７図の位置から矢印Ａの向きに回動されて駆動コ
イル１４の２つの光軸方向部分が共に永久磁石９のＮ極
領域に対向する位置に相対６動すると、駆動コイルの一
方の光軸方向部分（第７図において下側の部分に対して
作用する電磁力の向きが逆になるためロータ４は停止す
る。

一方、ロータ４が第７図の位置から矢印Ａ方向に回動さ
れると、永久磁石９のＮ極領域が検出コイル１６から遠
去かり代ってＳ極領域（第７図では上方のＳ極領域）が
検出コイルの中心部に向って移動してくるので、検出コ
イル１６の二つの巻線部分と鎖交する磁束数が変化する
ため、その鎖交磁束変化を補償する方向の誘導電流が該
検出コイル１６に生じ、該検出コイル１６に接続されて
いる不図示の制御回路においてロータ４の回動速度（す
なわち絞り羽根の開閉速度、絞り変化率）と回動方向と
が検出される。

該制御回路は該絞り装置を通る光量を一定に制御する機
能を有し、検出コイル１６及び１７により検出された絞
り羽根開閉速度と他の光量検出子により検出された光量
とに応じて実際の光量を算出し、設定光量と実際の光量
との差を零にするように駆動コイル１４．１５に対する
供給電流を変化させる。

なお、駆動コイルに供給する電流の方向を第７図の状態
とは逆向きにすれば、ロータ４に作用するトルクの向き
は第７図とは逆になってロータ４は矢印Ａとは逆向きに
駆動される。

、第８図はロータ４の縦断面における磁束分布を示した
ものであり、永久磁石９の外周面のＮ極領域から生じた
磁束は図示のようにロータ４の外側円筒部４ｂとロータ
の前方端板部とを通って永久磁石９の内周面のＳ極領域
に戻る磁気回路を構成する。この磁気回路によって生じ
る電磁力はロータ４を第８図において下向きに（絞り装
置の前方から後方へ向って）付勢する力となり、従って
、ロータ４に前向きの軸方向移動を生じさせぬようにす
る効果がある。

本実施２例の絞り装置ではロータ４が二重円筒形のいわ
ゆるダブルロータ構造となっているので、永久磁石から
生じ、た磁束の殆んどが駆動コイルと鎖交した後にロー
タを通って該永久磁石に戻り、従って漏れ磁束が公知の
スピンドルモ−夕にくらべて少いため漏れ損も少く、そ
の結果効率のよい駆動源を有した絞り装置となっている
。

また、軸方向断面において生じる電磁力がロータ４を軸
方向後方へ付勢する力となっているため、ロータ４が軸
方向に振動する惣れがなく、軸受としての球体ｊ２もレ
ンズ保持部３ａの外周の周方向凹部３ｃから脱出す・る
恐れがない。

なお、球体１２が該周方向凹部３ｃから脱出しないよう
に該周方向凹部３ｃには押えリング１９が嵌着されてい
るｄ 絞り羽根６〜８の前方に配置される前カバー１１は本体
３に締結されるように構成されており、本体３のビス挿
入孔３ｄに合致するねじ孔１１ａを具備した突片１１ｂ
が軸方向に突設されている。該絞り装置の組立の際には
該突片ｆｉｂと本体３のビス挿入孔３ｄとをロータ４の
切欠き４ｆの位置に位置決めするとともに該ビス挿入孔
３ｄと該突片１１ｂのねじ孔１１ａとを合致させた後、
該ビス挿入孔３ｄを通って該ねじ孔１１ａに不図示のビ
スをねじ込むことによって本体３と前カバー１１とを締
結する。

前カバーＩＩの前方端板部には各絞り羽根６〜８の他面
に突設されている従動ピン６ｂ。

７ｂ、８ｂを摺動可能に挿入するための３個のカム溝１
１ｃ、ｌｉｄ、ｌｉｅが貫設されている。このカム溝は
本実施例の場合、前カバー１１の軸心に関して放射方向
に延在する直線溝となっており、各カム溝１１ｃ〜１１
ｅは該軸心に関して互いに１２０°ずつ隔った位置に形
成されている。

ロータ４の前方端板部に枢着された３枚の絞り羽根６〜
８はロータ４の回動に応じて該前方端板部の面とほぼ平
行に（光軸に対して直交する平面内で）それぞれの枢着
点を中心として揺動する。絞り羽根６〜８は本体３のレ
ンズ保持部３ａの前端面に貫設された光路孔３ｅ（第１
図参照）の開閉を行う、該光路孔３ｅが完全に絞り羽根
で閉じられた全閉状態では各絞り羽根の先端部分は光軸
方向において互いに重り合フて接触するが、該光路孔３
ｅが完全に開かれた全開状態では各絞り羽根の先端は互
いに離れた位置に停止する。また、該光路孔３ｅが全閉
された時には各絞り羽根の従動ピン６ｂ〜８ｂは前カバ
ー１１の各カム溝の最外端位置に移動し、該光路孔３ｅ
が全開された時には各絞り羽根の従動ピン８ｂ、７ｂ、
８ｂは各カム溝の最内端位置に移動する。

各絞り羽根６〜８を回動させて該レンズ保持部３ａの光
路孔３ｅを閉じる際には、各絞り羽根６〜８が同一平面
上を摺動することから各先端部は相互干渉することにな
る。

第９図は絞り羽根の相互干渉を防止する手段の第１実施
例としてロータ４の前方端板部上にそれぞれ高さの異る
２個の羽根受は突起４ｇ及び４ｈを形成した場合を示し
たものである。羽根受は突起４ｇは絞り羽根８の面に摺
接し、羽根受は突起４ｈは絞り羽根７の面に摺接するよ
うになっており、該突起の高さはそれぞれの絞り羽根の
運動面の高さ位置（軸方向位置）に等しくなっている。

従って、絞り羽根８及び７はそれぞれの羽根受は突起４
ｇ及び４ｈに摺接しつつ回動するので回動運動の平面性
が保証され、また、回動中に各絞り羽根が相互干渉する
こともない。

第１０図は該手段の第２実施例としてロータの前方端板
部を各絞り羽根の運動平面毎に階段状に形成した場合を
示したものである。ロータ４の前方端板部に設けられた
階段状の絞り羽根支持面４１及び４ｊは各々、絞り羽根
８及び７のための支持面でありこ該支持面はロータ４に
一体成形（アクトサート成形）されているが、各支持面
４１及び４ｊがプラスチック製の板をロータの前方端板
部上に接着することによって形成されたものであっても
よい。なお、各支持面には絞り羽根８及び７の枢着ピン
を挿入するためのピン孔４ｅ及び４ｄが形成されている
ことは当然である。

第１０図の実施例においても絞り羽根の運動の平面性が
保証され、また、回動中に各絞り羽根が相互干渉するこ
とはない。

なお、上述の第１及び第２実施例においては単に各絞り
羽根の先端部の光軸方向高さ位置を変えて、相互干渉を
防いだだけではなく、各絞り羽根をたわませないで各々
運動の平面性を保証した平行運動としたので、耐久性の
向上、スレ音の減小等の効果も得ることができる。

なお、以上の実施例では永久磁石がロータ４の内側円筒
部に取付けされているが、永久磁石をロータの外側円筒
部の内周面に取付けた構造を採用してもよく、また、ロ
ータは必ずしも二重円筒形でなくともよい。

［発明の効果］ 前記実施例で説明したように、本発明の絞り装置では絞
り羽根の相互干渉を防止するために、各絞り羽根の摺動
基準位置を光軸方向にずらす段差状摺動部がロータ等の
絞り羽根支持部材に設けられているのｓ本発明によれば
絞り羽根の相互干渉を起す恐れのない絞り装置を提供す
ることがで診る。従って、本発明によれば超小型カメラ
に好適な小口径の絞り装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による絞り装置を内蔵した超小型ビデオ
カメラの要部概略縦断面図、第２図は第１図のカメラに
内蔵されている本発明の絞り装置の要部分解斜視図、第
３図は第１図のＩＩＩ　−ＩＩＩ矢視断面図、第４図は
第１図に示したカメラの外観を示した斜視図、第５図は
前記の絞り装置の一部であるコイルユニットのプリント
配線板の正面図、第６図は同プリント配線板の断面図、
第７図は前記絞り装置の要部に関する半部拡大横断面図
、第８図は該絞り装置から絞り羽根を省略して表わした
拡大縦断面図、第９図及び第１０図は絞り羽根の相互干
渉を防止するための手段に関する二つの実施例を示した
図、である。 １・・・カメラボディ　　２・・・絞り装置３・・・（
絞り装置２の）本体 ４・・・ロータ　　　　　５・・・コイルユニット６〜
８・・・絞り羽根　　９．１０−・・永久磁石１１・・
・前カバー　　　１３・・・プリント配線板１４．１５
・・・駆動コイル １６．１７・・・検出コイル 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各々の枢着点を中心として揺動する複数の絞り羽根を有
   している絞り装置において、 各絞り羽根の揺動に伴なう摺動基準位置を光軸方向にず
   らす段差状摺動部が設けられていることを特徴とする絞
   り装置。